专利名称：纳米材料直接制版机上板装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种制版技术中的上板设备，具体的说是一种纳米材料直接制版机上板装置及其控制方法。
背景技术：
印刷行业是对我国国民经济有重要影响的行业。制版印刷技术在我国已有两千多年的历史，最早采用的是凸字刻版及活字印刷。上世纪初发明了激光技术，随后衍生了激光制版技术。目前，我国印刷行业占主导地位的是激光照排技术，该项技术被认为是我国印刷技术继毕昇发明活字印刷术之后的第二次革命，它使我国的印刷业从此“告别铅与火，迎来光与电”。但是由于其采用化学制版方法，材料基础为感光材料，工艺流程类似传统照相的 “图像-胶卷-像纸”成像过程，包括“图像-感光胶片-PS版”两步感光成像和相应的化学显影过程，感光胶片及版材的后处理存在大量的水污染问题及贵金属银资源浪费。而近年来代表国际上先进印刷制版发展方向的计算机直接制版技术(Computer To Plate, CTP)以工序简单、自动化程度高受到广泛关注。与激光照排技术相比，它省略了感光胶片的步骤， 仅包括“图像-PS版”一步感光过程，但是其仍不可避免地存在感光、显影、冲洗等复杂过程和繁琐工艺，成本高、耗时长，并因化学品清洗带来环境污染问题，虽然一般做法是把废液中和后排放，但仍会对环境造成严重影响，无法达到环保要求。近几年来纳米材料的成功研制使打印用载体材料也有了新的突破，使直接制版印刷技术成了新的研究课题。上板即在制版机上安装打印料板是制版打印前必不可少步骤， 能够准确定位打印料板是保证打印质量的前提。现有技术中滚筒式制版机的上板过程，对料板的定位精度不够，无法保证打印质量，更无法满足打印头到料板打印面的短距离的直接打印要求，因此需要一种可适用新型制版工艺的纳米材料直接制版机上板装置及其控制方法。目前上述装置及方法尚未见报道。
发明内容
针对现有制版技术没有出现能够满足直接打印的高精度定位料板技术的不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种工序简单、可控性强、控制精度高的纳米材料直接制版机上板装置及其控制方法。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是；本发明纳米材料直接制版机上板装置，具有第一对滚、定位装置、第三编码器、头卡和尾卡，其中第一对滚的驱动电机接收纳米材料直接制版机的控制单元的控制信号，带动料板进入上板装置；定位装置接收纳米材料直接制版机的控制单元的控制信号对进入上板装置的料板在滚筒轴向方向实施定位；控制单元接收第三编码器采集的第一对滚驱动电机的位置反馈信号，输出控制信号至纳米材料直接制版机的气动单元头卡气缸控制回路; 控制单元根据打印单元反馈的位置信号输出控制信号至气动单元控制尾卡气缸控制回路。
所述第一对滚设于上板装置的前端，其主动滚的驱动电机为直流电机，自带第三编码器。所述第一对滚口的从动滚具有通过气动驱动的可与主动滚开/合的结构。还具有第一、二位置检测装置，其中第一位置检测装置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元发送指令至定位装置驱动电机执行料板的定位操作；第二位置检测装置在另一位置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元结合第三编码器的反馈信号计算料板与头卡的距离。所述第一位置检测装置设于第一对滚出口侧，第二位置检测装置设于头卡前端。上板过程中尾卡与头卡共用一套上板气缸及电磁阀。本发明还具有多个上板压轮，多个上板压轮沿滚筒轴向并行设于滚筒上方的支架上，工作状态时接触于滚筒表面，上板压轮的压下和抬起由气动单元通过电磁阀控制。本发明纳米材料直接制版机上板装置控制方法包括以下步骤启动纳米材料直接制版机的滚筒旋转到原点并启动气动单元；启动第一对滚卷入料板；在第一检测位置，启动定位装置沿滚筒轴向卡紧料板；当到达第二检测位置时，控制单元计算料板传送至头卡的距离电参数；根据上述距离电参数，判断料板是否到达头卡位置；如到达，则第一对滚停止，关闭头卡，卡紧料板；滚筒逆向旋转至尾卡位置停止，打开尾卡；滚筒正向旋转至规定角度，将料板送入尾卡，关闭尾卡，结束一次上板过程。所述第一检测位置为第一对滚出口侧，第二检测位置设于头卡前端。“在滚筒逆向旋转至尾卡位置停止”步骤前，还具有滚筒逆向旋转到规定角度，上板压轮压紧料板步骤；在“滚筒正向旋转至规定角度，将料板送入尾卡，关闭尾卡”步骤后还具有松开上板压轮步骤。本发明具有以下有益效果及优点I.本发明装置及方法为纳米材直接制版机的配套设计，是纳米材直接制版机的重要组成部分，通过定位装置严格调整原点，上板压轮使料板全部卷到滚筒上，并在负压的作用下无间隙的吸附在滚筒外周，使打印面坚实平整，定位准确，对后续打印质量起到先决作用，2.本发明通过控制程序配合硬件实现，利用本发明控制方法进行精确控制，保证了纳米材直接制版机整机运行的可靠性及控制精度。3.本发明自动化程度高，使纳米材直接制版机的上板过程快速,仅需15秒，定位准确，从而提闻了制版效率。
图I为本发明涉及的纳米材料直接制版机电气结构框图；图2为本发明上板装置控制原理图；图3A为本发明上板装置使用的气动部分控制原理图(一)；图3B为本发明上板装置使用的气动部分控制原理图(二)；
图4为本发明上板装置中第三编码器接线原理图；图5为本发明控制方法流程图。
具体实施例方式纳米材料直接制版技术是基于纳米材料的浸润性调控，将特制转印材料精确打印在具有纳微复合结构的超亲水版材上，通过转印材料与版材纳米尺度界面性质的调控，在打印的印版上形成具有相反浸润性(超亲油/亲水)的纳米微区(图文区和非图文区)，从而实现直接制版印刷，具有设备价格、耗材成本和运营费用低，可增长性高等优势，是一种非感光、无污染、低成本、工艺简捷的全新制版技术。它摒弃了目前通过感光材料预涂层及感光化学成像的技术思路，采用纳米材料直接成像的原理，彻底解决了印刷制版过程中的污染和资源浪费问题，将大大加快印刷业的“数字化、绿色化”进程。本发明纳米材料直接制版机上板装置及其控制方法为纳米材直接制版机的配套设计，该装置是纳米材料直接制版机的重要组成部分，该方法是纳米材料直接制版机工作过程中的重要环节。如图I所示，纳米材料直接制版机控制装置包括控制单元、上板单元、滚筒单元、 打印单元、气动单元以及卸料单元，其中控制单元接收上板单元、打印单元、气动单元以及滚筒单元反馈的位置检测信号；控制单元的控制输出端接至上版单元、滚筒单元、打印单元、气动单元以及卸料单元的控制回路；所述控制单元与上位机进行双向通讯连接。本发明上板装置即为上述纳米材料直接制版机中的上板单元。上板装置具有第一对滚、定位装置、第三编码器、第一、二位置检测装置、头卡和尾卡，第一对滚驱动电机(上板电机)及定位装置驱动电机(定位电机)的控制原理图见图2。其中第一对滚驱动电机及定位装置的驱动电机接收控制单元的控制信号，第一位置检测装置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元发送指令至定位装置驱动电机执行料板在滚筒轴向方向(即料板宽度方向)的定位操作；第二位置检测装置在另一位置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元根据第三编码器采集的第一对滚驱动电机的位置反馈信号进行计算，得到上板行程， 输出控制信号至气动单元控制头卡的卡紧动作；控制单元再根据打印单元的第二编码器检测的滚筒的位置信号输出控制信号至气动单元控制尾卡气缸电磁阀。上板过程中尾卡与头卡共用一套上板气缸及电磁阀。上板装置使用的气动部分控制原理图如图3A、3B所示。如图4所示，第三编码器的信号线接至控制单元中PLC的8个编码器/脉冲模块之一的接口(AXISl)上。如图5所示，上板装置的控制方法如下启动滚筒旋转到原点并启动气动单元；启动第一对滚卷入料板；该步骤中,在启动第一对滚的同时还需要启动气动单元, 第一对滚中上滚为压轮形式，需要气动单元控制其压紧下滚，在料板刚刚进入第一对滚时， 该对滚的上滚及下滚为张开状态，料板进入后，在对滚压轮气缸的控制下，上滚压住料板， 第一对滚将料板卷入；如果料板到达第一位置(本实施例为距离第一对滚出口 50mm处)，则停止第一对滚，打开对滚压轮气缸，使对滚处于张状态，启动定位装置(定位电机)横向移动并卡紧料板；第一对滚再次启动时将上滚压紧下滚；当到达第二检测位置(本实施例为距离头卡前端160_处)时，由第三编码器将第一对滚旋转位置信号送至控制单元，计算料板传送至头卡的距离电参数；根据上述距离电参数(即第三编码器反馈的脉冲数)，判断料板是否到达头卡位置；如到达，则第一对滚停止，关闭头卡，卡紧料板，打开对滚；滚筒逆向旋转到规定角度(本实施例为20 30° )，压轮压紧料板，滚筒逆向旋转到至尾卡位置停止，打开尾卡；滚筒正向旋转至规定角度(本实施例为2 3° )，将料板送入尾卡，关闭尾卡，松开压轮，结束一次上板过程。上板时，随着滚筒的旋转，通过气动压轮(与上板气缸通过电磁阀连通)使料板全部卷到滚筒上，并在负压的作用下吸附在滚筒外周。由于在上板过程中，气动单元中的真空泵通过其气管路与滚筒内腔连通；上板时， 随着滚筒的旋转，通过上板压轮(与上板气缸通过电磁阀连通)使料板全部卷到滚筒上，并在负压的作用下无间隙的吸附在滚筒外周，使打印面坚实平整，对后续打印质量起重要作用。
权利要求
1.一种纳米材料直接制版机上板装置，其特征在于具有第一对滚、定位装置、第三编码器、头卡和尾卡，其中第一对滚的驱动电机接收纳米材料直接制版机的控制单元的控制信号，带动料板进入上板装置；定位装置接收纳米材料直接制版机的控制单元的控制信号对进入上板装置的料板在滚筒轴向方向实施定位；控制单元接收第三编码器采集的第一对滚驱动电机的位置反馈信号，输出控制信号至纳米材料直接制版机的气动单元头卡气缸控制回路；控制单元根据打印单元反馈的位置信号输出控制信号至气动单元尾卡气缸控制回路。
2.按权利要求I所述的纳米材料直接制版机上板装置，其特征在于所述第一对滚设于上板装置的前端，其主动滚的驱动电机为直流电机，自带第三编码器。
3.按权利要求I所述的纳米材料直接制版机上板装置，其特征在于所述第一对滚口的从动滚具有通过气动驱动的可与主动滚开/合的结构。
4.按权利要求I所述的纳米材料直接制版机上板装置，其特征在于还具有第一、二位置检测装置，其中第一位置检测装置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元发送指令至定位装置驱动电机执行料板的定位操作；第二位置检测装置在另一位置检测到有板信号后送至控制单元，控制单元结合第三编码器的反馈信号计算料板与头卡的距离。
5.按权利要求4所述的纳米材料直接制版机上板装置，其特征在于所述第一位置检测装置设于第一对滚出口侧，第二位置检测装置设于头卡前端。
6.按权利要求I所述的纳米材料直接制版机上板装置，其特征在于上板过程中尾卡与头卡共用一套上板气缸及电磁阀。
7.按权利要求I所述的纳米材料直接制版机上板装置，其特征在于还具有多个上板压轮，多个上板压轮沿滚筒轴向并行设于滚筒上方的支架上，工作状态时接触于滚筒表面，上板压轮的压下和抬起由气动单元通过电磁阀控制。
8.—种纳米材料直接制版机上板装置控制方法，其特征在于包括以下步骤启动纳米材料直接制版机的滚筒旋转到原点并启动气动单元；启动第一对滚卷入料板；在第一检测位置，启动定位装置沿滚筒轴向卡紧料板；当到达第二检测位置时，控制单元计算料板传送至头卡的距离电参数；根据上述距离电参数，判断料板是否到达头卡位置；如到达，则第一对滚停止，关闭头卡，卡紧料板；滚筒逆向旋转至尾卡位置停止，打开尾卡；滚筒正向旋转至规定角度，将料板送入尾卡，关闭尾卡，结束一次上板过程。
9.按权利要求8所述的纳米材料直接制版机上板装置控制方法，其特征在于所述第一检测位置为第一对滚出口侧，第二检测位置设于头卡前端。
10.按权利要求8所述的纳米材料直接制版机上板装置控制方法，其特征在于“在滚筒逆向旋转至尾卡位置停止”步骤前，还具有滚筒逆向旋转到规定角度，上板压轮压紧料板步骤；在“滚筒正向旋转至规定角度，将料板送入尾卡，关闭尾卡”步骤后还具有松开上板压轮步骤。
全文摘要
本发明涉及一种纳米材料直接制版机上板装置及其控制方法，装置中第一对滚的驱动电机接收控制信号带动料板进入上板装置；定位装置对料板在滚筒轴向方向实施定位；控制单元接收第一对滚驱动电机的位置反馈信号，输出控制信号至头卡气缸的控制回路；控制单元根据打印单元反馈的位置信号输出控制信号至尾卡气缸控制回路；方法为启动滚筒旋转到原点并启动气动单元；启动第一对滚卷入料板在第一检测位置定位；料板到达第二检测位置时，将第一对滚旋转位置信号送至控制单元，料板到达头卡位置时关闭头，在尾卡位置卡关闭尾卡，结束一次上板过程。本发明可使料板全部卷到滚筒上，使打印面坚实平整，定位准确，保证了纳米材直接制版机整机运行的可靠性及控制精度。
文档编号B41C1/00GK102582216SQ20121007369
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月20日 优先权日2012年3月20日
发明者何福银, 刘金丹, 唐欣, 夏志国, 张大庆, 王伟夫, 王平, 贾毅, 辛伟 申请人:丹东金丸集团有限公司